EA004118B1 - Малокалиберная деформационная пуля и способ ее изготовления - Google Patents

Abstract

Изобретение касается малокалиберной пули из томпака (медно-цинкового сплава), состоящей из двух частей. Пуля содержит базовый элемент (1), в канале которого размещена часть сердечника (2). В зависимости от выбранного способа посадки сердечник (2) смещается после выстрела или во время удара о мишень так, что появляется место перехода в передней части пули между двумя частями, пуля деформируется наружу, образуя форму гриба, и фиксирует сердечник. Это приводит к такой деформации, которая характеризуется высоким коэффициентом передачи энергии в мишень, без разрыва пули или риска рикошета. Такая пуля может быть получена недорогим способом глубокой вытяжки.

Description

Настоящее изобретение относится к боеприпасам малого калибра, как это указано в ограничительной части пунктов формулы изобретения.

Хорошо известно, что из-за высокой проникающей способности боеприпасов, используемых в полицейских акциях, пули легко проходят сквозь цель, и пораженный человек сохраняет способность к сопротивлению и/или может скрыться. Кроме того, рикошеты могут вызвать разделение боеприпаса на фрагменты, что часто создает угрозу для жизни посторонних людей. Помимо этого обычные пули содержат свинцовый сердечник, что создает неприемлемое и неблагоприятное долгосрочное воздействие на раненого человека и окружающую среду.

У пули, описанной в патенте ЕР-В1-0 636 853, разработанной для ручного огнестрельного оружия, цилиндрический базовый элемент выполнен из металла, наконечник которого имеет форму оживы или усечённого конуса. Дополнительный баллистический элемент пули выполнен в виде шара из ударопрочного пластического материала, который вставлен в базовый элемент. Конструкция пули такова, что не происходит образования осколков.

Такой шар для боеприпасов малого калибра, который отделяется от базового элемента пули при поражении цели, очень трудно обнаружить в раненом человеке, так как соединения металла с пластическим материалом под рентгеновскими лучами можно увидеть только под очень небольшим углом. По этой причине такой шар, который отделился от базового элемента, часто остается необнаруженным, особенно в зоне кости, даже если использовать рентгеновский аппарат с высокой разрешающей способностью. Это обстоятельство может привести к стойким продолжительным нарушениям в человеческом организме.

Пуля, состоящая из двух частей, выполненных из разных материалов, также обладает недостатками. С одной стороны, такая конструкция создает проблемы для производителей. С другой стороны, при проведении испытаний в так называемом баллистическом мыле из-за ограниченной баллистической энергии на конечном участке не удалось обеспечить энерговклад на уровне 60 Дж/см, который требуется для полицейских боеприпасов калибра 9 мм при стрельбе по цели на расстоянии 5 м.

В патенте США № 4136616 раскрыта пуля, выполненная в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения. В данной пуле так называемый баллистический наконечник содержит полость, в которой находится шипоподобный элемент. При ударе о мишень в первом варианте выполнения пули наконечник деформируется. Полый цилиндр базового элемента при этом открывается в передней части и становится способным деформироваться в фор ме гриба, передавая кинетическую энергию мишени в более широкой части. В другом варианте выполнения пули полость заполняют порохом, который загорается или взрывается, раскрывая баллистический наконечник прежде, чем пуля достигает цели. Другие варианты осуществления изобретения были разработаны для охоты и других специальных видов стрельбы, и имеют некоторые элементы, которые зажимаются при ударе о мишень в более или менее конические каналы и позволяют базовому элементу расширяться. Индивидуальные конструкции могут быть механически отрегулированы перед стрельбой в отношении их проникающей способности. Общей особенностью всех этих вариантов является то, что имеется внутренний, способный к смещению сердечник, т.е. баллистический наконечник, для обеспечения возможности расплющивания в форме гриба.

Особенностью всех этих решений является то, что они имеют относительно сложные составные части, которые выполнены по крайней мере частично с использованием металлорежущих инструментов. Деформация материала в мишени зависит от многих параметров, так чтобы ожидать согласущихся картин распределения энергии или заранее определенных величин выхода энергии.

Поэтому целью настоящего изобретения явилось устранение недостатков, указанных выше, а также разработка мелкокалиберной пули, которая будет способна реализовать высокий энерговклад при прямом попадании, то есть вывести из строя пораженную цель без нанесения значительных ранений, которые возникают в результате воздействия разорвавшихся частей пули и/или высокотоксичных тяжелых металлов. Кроме того, пуля должна быть приспособлена к ведению полицейских действий и обладать большой надежностью и точностью. Кроме того, производство такой пули должно быть экономически целесообразным, и, что особенно важно, в ее конструкции должны отсутствовать сложные изогнутые детали.

Эти цели достигаются созданием изобретения, раскрытого в п.1 формулы.

Выбор варианта посадки, упомянутой в формуле изобретения, обусловлен тем, что внутренняя цилиндрическая часть по всей ее длине твердо удерживается фрикционным зацеплением. Она удерживается в переднем положении в базовом элементе по всей траектории полета. При стрельбе в результате ускорения она оказывается перемещенной в заднее положение, что приводит к контакту ее задней части с основным корпусом.

Благоприятное воздействие на необходимый для этого припуск посадки осуществляется на системе отверстия посадок.

Пуля по настоящему изобретению представляет минимальную угрозу для окружающей среды, несмотря на высокую проникающую способность при стрельбе по высокозащищенным целям. Деформация пули, то есть расплющивание в форме гриба, происходит особым способом и имеет предсказуемый характер, кроме того, осуществляется контроль над высвобождением энергии в биологическом материале. По внешнему виду пуля представляет собой оболочечную пулю и, соответственно, обладает ее преимуществами, то есть пороховой заряд недоступен для попадания влаги.

Пуля при попадании в цель не разделяется на составные части; пули, извлеченные из цели, во всех случаях сохранили 100% своего веса. Воздушное пространство между базовым элементом и вставленным сердечником действует при соприкосновении с мягкой целью (баллистическое мыло) как динамическая пружина, деформация происходит только в передней части базового элемента, при этом сердечник, перемещенный назад в цилиндрическом пространстве задней части, сам не поглощает никакой энергии деформации.

Деформация возникает из-за вышеупомянутого поступательного движения, в результате этого выступающая передняя сторона базового элемента деформируется сравнительно легко, и при соприкосновении с твердой целью она принимает форму гриба путем отгибания кромок с обеих сторон, то есть она как бы распространяется. При поражении менее защищенных целей возникает утолщение, которое сопровождается фронтальным увеличением поперечного размера. Такого рода уплотнение двух частей предотвращает распадение пули даже при поражении твердых целей.

Неожиданно было обнаружено и подтверждено во время испытаний, что такой материал, как ткань и подобные материалы, помещенный перед целью, не влияет отрицательно на деформацию пули.

К другим преимуществам относится минимальное результирующее механическое давление на оружие, способность к сжатию, особенно в задней части пули, что уменьшает износ ствола и делает пули согласно изобретению особенно подходящими для практического использования в качестве боеприпасов. В этой связи особенным преимуществом является то, что весь корпус пули состоит из одного материала, который легко подвергается утилизации и который можно легко собрать в районах нахождения целей, что не наносит ущерба окружающей среде.

Технологический процесс согласно п.6 формулы изобретения является особенно эффективным. Он позволяет наладить эффективное широкомасштабное производство.

Полезные усовершенствования изобретения описаны в зависимых пунктах формулы.

Выбор того же самого материала для изготовления базового элемента и сердечника имеет преимущества не только при производстве, материалы обладают одинаковым тепловым расширением, что обеспечивает одинаковое механическое напряжение на соединенных элементах.

Внешний кольцевой нарез на переднем конце создает в базовом элементе пространство для частичного размещения сердечника, который подвергается сжатию при входе пули в цель.

Аналогичным образом дополнительная зона деформации может быть создана в сердечнике, для чего в нем предусмотрена внешняя кольцевая проточка.

Помимо обычных посадок с натягом, например, Н7/п6, когда сердечник сохраняет свое положение до тех пор, пока пуля не войдет в цель, и зажимной посадки, когда сердечник изменяет свое положение даже при небольших ускорениях при стрельбе, сердечник может иметь коническую форму в отличие от канала для того, чтобы создать наилучшую посадку с натягом. Также возможно и противоположное решение, то есть в отличие от сердечника коническим может быть канал.

Особенно рентабельным является производство двух частей - базового элемента и сердечника - путем применения известной технологии глубокой вытяжки.

Дальнейшее повышение рентабельности производства возможно при использовании полосовой заготовки, которая подается через валки на соответствующий штамповочный пресс.

Точное соединение двух частей достигается за счет использования формоизменяющего штампа, который оказывает нажимное усилие на торцовую поверхность сердечника за счет посадки посредством геометрического зацепления на базовый элемент.

Примеры вариантов осуществления изобретения приведены ниже и снабжены чертежами, на которых фиг. 1 - вид в разрезе, пуля согласно изобретению;

фиг. 2 - первый вариант осуществления пули, эффект применения такой же, как и у пули, изображенной на фиг. 1;

фиг. 3 а и 3б - две составные части пули, изображенной на фиг. 1, до сборки;

фиг. 4 - третий вариант осуществления пули с уменьшенной способностью к рикошету;

фиг. 5 - дополнительный вариант осуществления пули с увеличенной проникающей способностью;

фиг. 6 - гильза, полученная способом глубокой вытяжки, предварительная стадия изготовления базового элемента;

фиг. 7 - дополнительный вариант осуществления гильзы, предварительная стадия изготовления сердечника.

На фиг. 1 цилиндрический базовый элемент обозначен цифрой 1. Базовый элемент впрессован стандартным способом в оболочку пистолетного патрона. В элементе 1 содержится дополнительный элемент в форме сердечника 2, который вместе с элементом 1, без всяких переходов, образуют головную часть пули. В нижней части пули находится кольцевое пространство 3а цилиндрической формы, которое вместе со слепым каналом 3б над ним в сердечнике 2 образует замкнутое воздушное пространство.

На фиг. 1 также показан символ, обозначенный буквой 8, являющийся центром тяжести пули.

Торец 2' сердечника 2, разделенный пространством от дна 4 базового элемента, перемещается при поступательном движении, когда пуля попадает в цель и ударяет по дну 4. По этой причине возможно особым способом деформировать головную часть пули, она расплющивается в виде гриба и одновременно обволакивает по краям фланцем наконечник сердечника 2.

Даже если поступательное движение будет минимальным из-за подбора соотношения масс базового элемента и сердечника, базовый элемент и сердечник вклиниваются друг в друга так, что пуля, выпущенная в цель, остается в ней неповреждённой. Это было продемонстрировано во время испытаний и подтверждено весовыми измерениями.

С одной стороны, это обстоятельство обусловливает переход энергии, с другой - передняя часть внешнего диаметра пули расширяется, и доставка энергии до цели происходит более интенсивно за счет большей площади поверхности.

Геометрическое сцепление двух частей, которое достигается способом заклёпывания, придает пуле высокую механическую прочность, в случае соприкосновения с твердой (высокозащищенной) целью она будет вести себя, как сплошная пуля, но без присущих последней недостатков.

Деформацию пули можно определить заранее в широких пределах известными способами и средствами, особенно это касается твердости и вязкости материалов, а также доведением до нужных размеров частей пули.

На других чертежах частям с аналогичными функциями были присвоены такие же номера для ссылок.

Вариант, показанный на фиг. 2, обладает большей массой по сравнению с конструкцией, показанной на фиг. 1, деформация при поражении цели вызывает только расплющивание в виде гриба, которому способствует периферическое цилиндрическое пространство 3с. Полое пространство 3а имеет приблизительно такой же объем, что и у пули на фиг. 1, однако за счет меньшего диаметра величина осевого перемещения для сердечника 2 будет больше.

Составные части пули из двух частей до сборки показаны на фиг. 3а и 3б.

Из чертежей 3а и 3б видно, что радиус оживы В! в зоне перехода сердечника 2 и базовым элементом является одинаковым.

Кроме этого, обозначена длина Ь цилиндрической части сердечника 2. Она всегда меньше, чем соответствующий вырез в базовом элементе 1.

Диаметры частей базового элемента 1 и сердечника 2, которые должны быть сдвинуты вплотную, подгоняются друг под друга при помощи так называемой технологии прессовой посадки (посадка с гарантированным натягом), при этом конусность 0,06 мм облегчает сборку при комнатной температуре и обеспечивает соединение частей по всей траектории полета пули и внутри цели, даже в случае любого температурного градиента между частями.

Варианты осуществления изобретения, показанные на фиг. 4 и 5, основаны на том же принципе.

По сравнению с фиг. 1 у двух пуль центр тяжести 8 смещен по направлению к головной и задней части, соответственно. У пули на фиг. 4 более тонкие стенки (оболочка) по сравнению с пулей, изображенной на фиг. 1, поэтому она более легко деформируется и обладает меньшей способностью к рикошету.

Конструкция, представленная на фиг. 5, имеет большую массу и соответственно более высокую проникающую способность. Сохранены другие преимущества пули, поэтому энерговклад в цель остается высоким, аналогично, пуля при соприкосновении с целью не распадается. Длина пули Ь остается постоянной на протяжении всего полета пули.

Особым преимуществом является, однако, то обстоятельство, что цилиндрический сердечник 2, показанный на фиг. 1, из-за соответствующим образом подобранной посадки уже в момент выстрела оказывается перемещенным в кольцевое пространство 3 а, при этом головная часть базового элемента 1 остается открытой и быстро принимает форму гриба из-за повышенного поверхностного давления.

На практике были достигнуты хорошие результаты, особенно при проведении полицейских акций, с вариантом, в котором происходит перемещение в момент выстрела по сравнению с вариантом, когда сердечник не перемещался до момента соприкосновения с целью, так как более расплющенная в виде гриба головная часть передает большую часть кинетической энергии поверхности (ткани, и другим), по этой причине уменьшается глубина проникновения пули и одновременно увеличивается ударное воздействие, что приводит к уменьшению способности сопротивляться. Были внесены дополнительные модификации, касающиеся баллистики ран, заключающиеся в том, что наконечник пули не может нанести рану перед стрельбой и/или наконечник пули имеет высокую степень готовности к механической деформации.

Ί

Успешно прошел испытания и был выбран в качестве материала для производства пуль вязкий томпак (имеющийся на рынке медный сплав производства фирмы Тпег \Уа1/\тсгкс СтЬН. Ό-54296 Тпег). особенно в виде полосовой заготовки. Обычно при глубокой вытяжке сначала используют круглые диски (круглые заготовки) для изготовления стаканчика 100, такого, как показан на фиг. 6, для базового элемента 1. и стаканчика 200. такого. как показан на фиг. 7 для сердечника.

Полный отказ от применения изогнутых частей и применение обычной глубокой вытяжки и прессования сделали возможным производство пуль экономически рентабельным способом, несмотря на улучшенные баллистические характеристики пули на конечном участке полета.

Изобретение предназначено для практического использования в малокалиберных пулях (диаметром до 0,5 дюймов), с этой целью были проведены конструкторские работы, однако изобретение может быть использовано в подобной или аналогичной форме при производстве пуль большего калибра.

Claims (10)

1. Малокалиберная деформационная пуля из медно-цинкового сплава, состоящая из наружного полого цилиндрического базового элемента с задней частью и передней частью в форме оживы или конуса, а также по крайней мере частично цилиндрического сердечника, вставленного в базовый элемент и выступающего из него, при этом при попадании в мишень базовый элемент имеет форму гриба, характеризующаяся тем, что сердечник (2) расположен с возможностью скольжения своей цилиндрической частью в базовом элементе (1), так что по крайней мере при ударе пули о поверхность мишени или при попадании ее внутрь мишени сердечник смешается по оси в дискообразную полость (3 а) в заднее положение и своей задней торцовой поверхностью (2') входит в соприкосновение с базовым элементом.

2. Малокалиберная деформационная пуля по п.1, отличающаяся тем, что базовый элемент (1) и сердечник (2) выполнены из идентичного медно-цинкового сплава.

3. Малокалиберная деформационная пуля по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в базовом элементе (1) по направлению к передней части выполнена внутренняя кольцевая проточка (3с).

4. Малокалиберная деформационная пуля по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в сердечнике (2) выполнена внешняя кольцевая проточка.

5. Малокалиберная деформационная пуля по п.1 или 2, отличающаяся тем, что слепой канал (3Ь) или цилиндрическая часть сердечника (2) имеют коническую форму.

6. Способ изготовления малокалиберной деформационной пули из медно-цинкового сплава, состоящей из наружного полого цилиндрического базового элемента с задней частью и передней частью в форме оживы или конуса, а также по крайней мере частично цилиндрического сердечника, вставленного в базовый элемент и выступающего из него, при этом при попадании в мишень базовый элемент имеет форму гриба, характеризующийся тем, что базовый элемент и сердечник выполнены раздельно посредством глубокой вытяжки и литья, при этом цилиндрический сердечник впрессовывают в полый цилиндр базового элемента с приложением силы, так, что между, по крайней мере, базовым элементом и сердечником образуется полость, расположенная вдоль всего внутреннего диаметра базового элемента.

7. Способ изготовления базового элемента по п.6, характеризующийся тем, что круглые диски штампуют из плоского материала, при этом форму круглым дискам задают в процессе глубокой вытяжки с образованием полого цилиндрического базового элемента, и после последующей калибровки ее подгоняют под заранее установленную длину базового элемента.

8. Способ изготовления сердечника по п.6, отличающийся тем, что круглые диски штампуют из плоского материала, при этом форму круглым дискам задают в процессе глубокой вытяжки с образованием полого цилиндрического базового элемента, и после последующей калибровки ее подгоняют под заранее установленную длину сердечника.

9. Способ по п.7 или 8, отличающийся тем, что в качестве плоского материала используют полосовую заготовку, которую с валка подают на штамповочный пресс или на штамповочновытяжной пресс.

10. Способ по п.6, отличающийся тем, что сердечник впрессовывают в базовый элемент так, что оба элемента сжимают вместе формоизменяющим штампом в области их торцевых поверхностей при помощи посадки за счет геометрического зацепления и без переходов.